DE102019131136A1 - Lidar-integrierte beleuchtungsvorrichtung eines fahrzeugs - Google Patents

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Byoung Suk Ahn
Jung Wook Lim
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Kia Motors Corp
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Abstract

Bei der Lidar-integrierten Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs sind ein Anwendungsort für den Scheinwerfer und ein Anwendungsort für das Lidar in dem gleichen Raum ausgestaltet, was darin resultiert, dass ein Aufbau verkleinert wird und eine Kostenreduktion aufgrund der Verringerung der Anzahl von zugehörigen Teilen durch gemeinsames Nutzen und Kombinieren von Komponenten erzielt wird.

Description

  • Hintergrund der Offenbarung
  • Gebiet der Offenbarung
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen eine Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs, welche dazu eingerichtet ist, es zu ermöglichen, Funktionen sowohl eines Scheinwerfers als auch eines Lidar in einem Raum zu realisieren.
  • Beschreibung der bezogenen Technik
  • Im Allgemeinen sind Fahrzeuge mit Beleuchtungssystemen ausgestattet, um es zu ermöglichen, Objekte in einer Fahrtrichtung bei Nacht zu betrachten und andere Fahrzeuge oder Fußgänger über einen Fahrzustand des Fahrzeugs zu benachrichtigen. Ein Scheinwerfer, auch als ein Frontscheinwerfer oder Fahrzeugscheinwerfer bezeichnet, ist eine Beleuchtungsleuchte, welche dazu fungiert, die Strecke vor dem Fahrzeug zu beleuchten.
  • Ferner ist in jüngsten Jahren ein autonomes Fahrzeug mit einem Lidar (Lidar = „light detection and ranging“, zu Deutsch „Licht-Detektion und -Entfernungsmessung“) zum Umsetzen seines autonomen Fahrens versehen, welches dazu eingerichtet ist, einen Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem Ziel durch Ausstrahlen eines Laserstrahls und Messens einer Zeitdauer, während welcher der Laserstrahl vom Sensor zum Ziel hin ausgesendet wird und dann vom Ziel aus empfangen wird, zu erfassen.
  • Eine Position zur Montage solch eines Lidar im Fahrzeug entspricht ungefähr derjenigen zur Montage des Scheinwerfers. Es ist jedoch erforderlich, einen Installationsraum für sowohl den Scheinwerfer als auch das Lidar zu gewährleisten, da diese an unterschiedlichen Positionen installiert werden. Da ferner der Scheinwerfer und das Lidar notwendigerweise getrennt voneinander installiert werden müssen, sind der Raum und die Bauteile, welche für deren Installation notwendig sind, erhöht. Ferner gibt es ein Problem, dass im Falle, dass optimale Installationspositionen für den Scheinwerfer und das Lidar übereinstimmen, diese verändert werden müssen, obwohl dadurch die Funktion von einer der beiden verloren geht.
  • Die Informationen, welche in diesem Hintergrund-der-Erfindung-Abschnitt offenbart sind, dienen lediglich dem Verbessern des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, gehören, angesehen werden.
  • Erläuterung der Erfindung
  • Diverse Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, eine Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs zu schaffen, bei welcher ein Anwendungsort für einen Scheinwerfer und ein Anwendungsort für ein Lidar in dem selben Raum ausgestaltet sind, so dass ein Aufbau (z.B. ein erforderlicher Bauraum) davon verkleinert wird.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zum Erzielen des vorstehend genannten Ziels kann eine Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung bzw. Leuchtvorrichtung (z.B. Beleuchtungsvorrichtung mit integriertem Lidar, insbesondere Scheinwerfervorrichtung mit integriertem Lidar) eines Fahrzeugs (z.B. eines Kraftfahrzeugs, insbesondere z.B. eines Personenkraftfahrzeugs) bereitgestellt sein, welche aufweist: eine erste Lichtquelle zum Ausstrahlen von Licht zum Bilden eines Strahlmusters bzw. Lichtverteilungsmusters (z.B. ein zum Bilden eines Strahlmusters bzw. Lichtverteilungsmusters genutztes Licht, hierin kurz „Licht zum Bilden eines/des Strahlmusters“), eine zweite Lichtquelle, welche von der ersten Lichtquelle im Abstand angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, durch ein Lidar zu detektierendes Licht (z.B. Licht für die Detektion durch ein Lidar) auszustrahlen, welches derart gerichtet ist, dass es einen Überlagerungspunkt auf einem Bewegungspfad (z.B. optischer Pfad, optischer Weg) des Lichts zum Bilden des Strahlmusters aufweist, eine Reflexionseinheit, welche zwischen der ersten Lichtquelle und der zweiten Lichtquelle bereitgestellt ist und welche dazu eingerichtet ist, Bewegungspfade des Lichts zum Bilden des Strahlmusters und des durch das Lidar zu detektierenden Lichts, welche aus unterschiedlichen Richtungen auftreffen, umzulenken, so dass eines von dem Licht zum Bilden des Strahlmusters und dem durch das Lidar zu detektierenden Licht nach vorne (z.B. von der Reflexionseinheit aus in Fahrzeugfahrtrichtung nach vorne) und dann nach außerhalb des Fahrzeugs gelenkt wird und das andere nach hinter davon (z.B. nach hinter die Reflexionseinheit) gelenkt wird, und einen (z.B. ersten) Reflexionsspiegel, welcher (z.B. im Bewegungspfad des anderen Lichts) hinter der Reflexionseinheit bereitgestellt ist und welcher dazu eingerichtet ist, das Licht zum Bilden des Strahlmusters oder das durch das Lidar zu detektierende Licht, welches durch die Reflexionseinheit nach hinten gelenkt wird, derart umzulenken, dass es wieder nach vorne und dann nach außerhalb des Fahrzeugs gelenkt wird bzw. gerichtet ist.
  • Die Vorrichtung kann ferner eine Lichtempfangseinheit zum Empfangen des durch das Lidar zu detektierenden Lichts, welches nach außerhalb des Fahrzeugs ausgestrahlt wird und dann von einem Objekt reflektiert wird, und zum Wandeln des empfangenen Lichts in ein elektrisches Signal aufweisen.
  • Die Reflexionseinheit kann mit einem (z.B. zweiten) Reflexionsspiegel versehen sein, welcher dazu eingerichtet ist, sich um eine Rotationsachse davon (z.B. seine Rotationsachse) um 360 Grad zu drehen, so dass, wenn ein Ansteuersignal eingegeben wird, ein Neigungswinkel des Reflexionsspiegels verändert wird, so dass Ausstrahlungswinkel des Lichts zum Bilden des Strahlmusters und des durch das Lidar zu detektierenden Lichts in Abhängigkeit vom Neigungswinkel des Reflexionsspiegels verändert werden.
  • Die Vorrichtung kann ferner eine Steuereinheit, welche mit der ersten und der zweiten Lichtquelle verbunden ist und zum Steuern der ersten und der zweiten Lichtquelle, so dass diese selektiv eingeschaltet werden, vorgesehen ist, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, einen Bereich eines Ausstrahlungswinkels einer Leuchteinrichtung bzw. Leuchte (z.B. Scheinwerfer-Ausstrahlungswinkelbereich) und einen Bereich eines Ausstrahlungswinkels des Lidar (z.B. Lidar-Ausstrahlungswinkelbereich) gemäß einem Neigungswinkel des Reflexionsspiegels vorab einzustellen (z.B. zu setzen, festzulegen) und die erste Lichtquelle so zu steuern, dass diese eingeschaltet wird, wenn der Neigungswinkel des Reflexionsspiegels innerhalb des Bereichs des Ausstrahlungswinkels der Leuchteinrichtung liegt, und die zweite Lichtquelle so zu steuern, dass diese eingeschaltet wird, wenn der Neigungswinkel des Reflexionsspiegels innerhalb des Bereichs des Ausstrahlungswinkels des Lidar liegt.
  • Die Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein, für den Bereich des Ausstrahlungswinkels der Leuchteinrichtung einen Dunkler-Bereich-Erzeugungswinkel, welcher mit einem dunklen Bereich zum Verhindern, dass Licht zum Bilden des Strahlmusters ausgestrahlt wird, wenn der dunkle Bereich erzeugt wird, korrespondiert, einzustellen (z.B. zu setzen, festzulegen), so dass die erste Lichtquelle bei dem Dunkler-Bereich-Erzeugungswinkel abgeschaltet wird.
  • Die erste Lichtquelle und die zweite Lichtquelle können bezogen auf die Reflexionseinheit auf gegenüberliegenden Seiten voneinander im Abstand angeordnet sein, wobei die erste Lichtquelle mit einem Installationswinkel, der bezüglich einer Verbindungslinie zwischen der zweiten Lichtquelle und der Reflexionseinheit aufwärts oder abwärts gehalten (z.B. nach oben oder nach unten geneigt bzw. gerichtet) ist, von der zweiten Lichtquelle im Abstand angeordnet ist.
  • Wenn die erste Lichtquelle auf einem höhergelegenen Niveau im Vergleich zur zweiten Lichtquelle angeordnet ist, kann der Reflexionsspiegel auf einem tiefergelegenen Niveau im Vergleich zur Reflexionseinheit und im Abstand von der Reflexionseinheit mit einem Installationswinkel, der bezüglich einer optischen Achse des durch das Lidar zu detektierenden Lichts, welches durch die Reflexionseinheit nach vorne gelenkt wird, gehalten (z.B. gerichtet) ist, angeordnet sein.
  • Der Reflexionsspiegel kann bereitgestellt sein, so dass er um eine Hälfte des Installationswinkels von einer imaginären senkrechten Linie (z.B. Senkrechte oder Mittelachse des Reflexionsspiegels) aus geneigt ist.
  • Die Vorrichtung kann ferner ein erstes Optiksystem aufweisen, welches vor dem (z.B. ersten) Reflexionsspiegel dazu bereitgestellt ist, das (darauf) Auftreffen (z.B. darin Einfallen) des vom Reflexionsspiegel reflektierten Lichts zum Bilden des Strahlmusters zu erlauben und es dem auftreffenden Licht zum Bilden des Strahlmusters zu erlauben, nach außerhalb des Fahrzeugs projiziert zu werden (z.B. geworfen zu werden).
  • Das erste Optiksystem kann eine Streulinse (z.B. Diffusorlinse, Zerstreuungslinse) für ein Strahlmuster zum Streuen des Lichts zum Bilden des Strahlmusters, einen Leuchtstoff zum Ändern einer Farbe des Lichts zum Bilden des Strahlmusters und eine (Strahlen-)Bilderzeugungslinse (z.B. Strahlenbildformungslinse) zum Bilden eines Strahlmusters und zum Ausstrahlen des Lichts nach außerhalb, aufweisen.
  • Der Leuchtstoff kann derart eingerichtet sein, dass mehrere opake Trennwände, welche sich, in einem Querschnitt des Leuchtstoffs betrachtet, in einer linearen Gestalt erstrecken, voneinander im Abstand angeordnet sind.
  • Die Vorrichtung kann ferner ein zweites Optiksystem aufweisen, welches vor der Reflexionseinheit dazu bereitgestellt ist, es dem durch das Lidar zu detektierenden Licht, welches von der Reflexionseinheit reflektiert wird, zu erlauben, zerstreut zu werden und nach außerhalb des Fahrzeugs projiziert zu werden (z.B. geworfen zu werfen).
  • Das zweite Optiksystem kann eine erste Streulinse zum horizontalen Streuen des durch das Lidar zu detektierenden Lichts, welches von der Reflexionseinheit reflektiert und gelenkt wird, und eine zweite Streulinse zum vertikalen Streuen des durch das Lidar zu detektierenden Lichts, welches durch die erste Streulinse horizontal gestreut wird, aufweisen.
  • Die erste Lichtquelle und die zweite Lichtquelle sind bezogen auf die Reflexionseinheit auf gegenüberliegenden Seiten voneinander im Abstand angeordnet, wobei, wenn die zweite Lichtquelle von der ersten Lichtquelle mit einem Installationswinkel, der bezüglich einer Verbindungslinie zwischen der ersten Lichtquelle und der Reflexionseinheit nach vorne gehalten ist, im Abstand angeordnet ist, das zweite optische System um einen vorbestimmten Winkel von der Reflexionseinheit im Abstand angeordnet ist.
  • Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung weisen weitere Eigenschaften und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, deutlich werden oder darin detaillierter ausgeführt werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Ansicht, welche beispielhaft eine Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 2, 3, 4 und 5 sind Ansichten zum Veranschaulichen der in 1 gezeigten Lidar-integrierten Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs.
    • 6, 7 und 8 sind Ansichten zum Veranschaulichen einer Steuerung von Lichtquellen in einer Lidar-integrierten Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 9 ist eine Ansicht, welche beispielhaft eine Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs gemäß diversen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 10 und 11 sind Ansichten, welche eine Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs gemäß noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
  • Es ist zu verstehen, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellungsweise von verschiedenen Eigenschaften darstellen, um die Grundprinzipien der Erfindung aufzuzeigen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, einschließlich z.B. konkrete Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, wie sie hierin offenbart sind, werden (zumindest) teilweise von der jeweiligen geplanten Anwendung und Nutzungsumgebung vorgegeben.
  • In den Figuren beziehen sich durchgehend durch zahlreiche Figuren der Zeichnungen gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder gleichwertige Bauteile der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Es wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch diverse Alternativen, Änderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüche definiert, enthalten sein können.
  • Nachstehend wird nun eine Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist eine Ansicht, welches beispielhaft eine Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, 2, 3, 4 und 5 sind Ansichten zum Veranschaulichen der in 1 gezeigten Lidar-integrierten Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs, 6, 7 und 8 sind Ansichten zum Veranschaulichen einer Steuerung von Lichtquellen in einer Lidar-integrierten Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 9 ist eine Ansicht, welche beispielhaft eine Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs gemäß diversen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellt, und 10 und 11 sind Ansichten, welche eine Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs gemäß noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
  • Wie in 1 bis 4 gezeigt, weist eine Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung (z.B. Beleuchtungsvorrichtung mit integriertem Lidar) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf: eine erste Lichtquelle 10 zum Ausstrahlen von Licht zum Bilden eines Strahlmusters bzw. Lichtverteilungsmusters (z.B. ein zum Bilden eines Strahlmusters bzw. Lichtverteilungsmusters genutztes Licht, hierin kurz „Licht zum Bilden eines/des Strahlmusters“), eine zweite Lichtquelle 20, welche von der ersten Lichtquelle 10 im Abstand angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, durch ein Lidar zu detektierendes Licht (z.B. Licht für die Detektion durch ein Lidar) auszustrahlen, welches derart gerichtet ist, dass es einen Überlagerungspunkt auf einem Bewegungspfad des Lichts zum Bilden des Strahlmusters aufweist, eine Reflexionseinheit 30, welche zwischen der ersten Lichtquelle 10 und der zweiten Lichtquelle 20 bereitgestellt ist und welche dazu eingerichtet ist, Bewegungspfade des Lichts zum Bilden des Strahlmusters und des durch das Lidar zu detektierenden Lichts, welche aus unterschiedlichen Richtungen auftreffen, umzulenken, so dass eines von dem Licht zum Bilden des Strahlmusters und dem durch das Lidar zu detektierenden Licht nach vorne (z.B. von der Reflexionseinheit in Fahrzeugfahrtrichtung nach vorne) und dann nach außerhalb des Fahrzeugs gelenkt wird und das andere nach hinter davon (z.B. nach hinter die Reflexionseinheit) gelenkt wird, und einen Reflexionsspiegel 40, welcher (z.B. im Bewegungspfad des anderen Lichts) hinter der Reflexionseinheit 30 bereitgestellt ist und welcher dazu eingerichtet ist, das Licht zum Bilden des Strahlmusters oder das durch das Lidar zu detektierende Licht, welches durch die Reflexionseinheit nach hinten gelenkt wird, derart umzulenken, dass es wieder nach vorne und dann nach außerhalb des Fahrzeugs gelenkt wird bzw. gerichtet ist.
  • Im vorliegenden Fall kann die Vorrichtung ferner eine Lichtempfangseinheit 50 zum Empfangen des durch das Lidar zu detektierenden Lichts, welches nach außerhalb des Fahrzeugs ausgestrahlt wird und dann von einem Objekt reflektiert wird, und zum Wandeln des empfangenen Lichts in ein elektrisches Signal aufweisen.
  • Ferner kann die Vorrichtung ein erstes Optiksystem 70 aufweisen, welches (z.B. in Fahrzeugfahrtrichtung) vor dem Reflexionsspiegel 40 dazu bereitgestellt ist, das Auftreffen des vom Reflexionsspiegel 40 reflektierten Lichts zum Bilden des Strahlmusters zu erlauben und es dem auftreffenden Licht zum Bilden des Strahlmusters zu erlauben, nach außerhalb des Fahrzeugs projiziert zu werden (z.B. geworfen zu werden). Die Vorrichtung kann zudem ein zweites Optiksystem 80 aufweisen, welches (z.B. in Fahrzeugfahrtrichtung) vor der Reflexionseinheit (z.B. dem Reflexionsspiegel der Reflexionseinheit) 30 dazu bereitgestellt ist, es dem durch das Lidar zu detektierenden Licht, welches von der Reflexionseinheit 30 reflektiert wird, zu erlauben, zerstreut zu werden und nach außerhalb des Fahrzeugs projiziert zu werden (z.B. geworfen zu werfen).
  • Wie vorstehend beschrieben weist die vorliegende beispielhafte Ausführungsform die erste Lichtquelle 10, die zweite Lichtquelle 20, die Reflexionseinheit 30 und den Reflexionsspiegel 40 auf und sind alle diese Komponenten in einem einzigen Installationsraum bereitgestellt, um die Funktionen sowohl des Scheinwerfers als auch des Lidar darin zu realisieren. Hierzu wird, als eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das Licht zum Bilden des Strahlmusters, welches von der ersten Lichtquelle 10 ausgestrahlt wird, durch die Reflexionseinheit 30, den Reflexionsspiegel 40 und ein erstes Optiksystem 70 so umgelenkt, dass es nach außerhalb des Fahrzeugs gelenkt wird, während das durch das Lidar zu detektierende Licht, welches von der zweiten Lichtquelle 20 ausgestrahlt wird, durch die Reflexionseinheit 30 und das zweite Optiksystem 80 so umgelenkt wird, dass es nach außerhalb des Fahrzeugs gelenkt wird, und dann von einem Objekt reflektiert wird und zu einer Lichtempfangseinheit 50 zurückgelenkt wird, so dass ein Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt erkannt werden kann.
  • Hierzu ist die erste Lichtquelle 10 dazu eingerichtet, einen Laserstrahl auszustrahlen, wobei ein Wellenlängenband des Laserstrahls so eingestellt ist, dass es in ein Wellenlängenband von sichtbaren Licht fällt, so dass Licht zum Bilden des Strahlmusters auf die Fahrbahnoberfläche, auf welcher das Fahrzeug fährt, projiziert werden kann. Hingegen ist die zweite Lichtquelle 20 dazu eingerichtet, einen Infrarotstrahl mit einem Wellenlängenband im Bereich von 905 nm auszustrahlen, so dass ein durch das Lidar zu detektierendes Licht ausgestrahlt werden kann, um den Abstand zwischen dem Fahrzeug zu detektieren.
  • Das Licht zum Bilden des Strahlmusters und das durch das Lidar zu detektierende Licht, welche von der ersten Lichtquelle 10 und der zweiten Lichtquelle 20 jeweilig ausgestrahlt werden, treffen auf die Reflexionseinheit 30 auf. Im vorliegenden Fall ist die Reflexionseinheit 30 mit einem (Reflexionseinheit-)Reflexionsspiegel 31 versehen, der dazu eingerichtet ist, sich um eine Rotationsachse davon um 360 Grad zu drehen, so dass, wenn ein Ansteuersignal eingegeben wird, ein Neigungswinkel des Reflexionsspiegels 31 verändert wird, so dass Ausstrahlungswinkel des Lichts zum Bilden des Strahlmusters und des durch das Lidar zu detektierenden Lichts in Abhängigkeit vom Neigungswinkel des Reflexionsspiegels 31 verändert werden. Mit anderen Worten ist die Reflexionseinheit 30 mit einem Reflexionsspiegel 31 zum Reflektieren von Licht versehen. Der Reflexionsspiegel 31 kann aus einem Spiegel gebildet sein. Der Reflexionsspiegel 31 ist dazu eingerichtet, um 360 Grad drehbar zu sein, um den Bewegungspfad des Lichts zum Bilden des Strahlmusters und des durch das Lidar zu detektierenden Lichts und im Gegenzug Ausstrahlungswinkel des Lichts zu verändern. Da im vorliegenden Fall die Reflexionseinheit 30 zwischen der ersten Lichtquelle 10 und der zweiten Lichtquelle 20 angebracht ist, treffen das Licht zum Bilden des Strahlmusters und das durch das Lidar zu detektierende Licht über unterschiedliche Wege her auf, und Bewegungspfade des Lichts zum Bilden des Strahlmusters und des durch das Lidar zu detektierenden Lichts, welche vom Reflexionsspiegel 31 reflektiert werden, werden umgelenkt, so dass sie in entgegengesetzte Richtungen, auf welchen sie einander nicht überlappen, gerichtet sind. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform der Reflexionseinheit 30 kann ein Gehäuse 32, in welchem der Reflexionsspiegel 31 angebracht ist, dazu eingerichtet sein, so geneigt zu sein, dass es nicht mit den Bewegungspfaden des Lichts interferiert, und an einem oberen oder unteren Endabschnitt des Reflexionsspiegels 31 angebracht sein.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Aktuator mit dem Reflexionsspiegel 31 verbunden und wird der Neigungswinkel des Reflexionsspiegels 31 verändert, wenn ein Ansteuersignal in den Aktuator eingegeben wird.
  • Auf die vorliegende Weise wird der Bewegungspfad des durch die Reflexionseinheit 30 reflektierten Lichts zum Bilden des Strahlmusters durch den Reflexionsspiegel 40 umgelenkt, so dass es nach außerhalb des Fahrzeugs projiziert wird, während der Bewegungspfad des durch das Lidar zu detektierenden Lichts durch die Reflexionseinheit 30 umgelenkt wird, so dass es nach außerhalb des Fahrzeugs projiziert wird. Der Reflexionsspiegel 40 ist dazu eingerichtet, eine gekrümmte Fläche bezüglich des mittleren Abschnitts des Reflexionsspiegels 31 aufzuweisen, so dass das Licht zum Bilden des Strahlmusters, welches auf den Reflexionsspiegel 40 auftrifft, derart gerichtet wird, dass es in (z.B. auf) das erste Optiksystem 70 sammelt bzw. konzentriert wird. Ferner ist die Länge des Reflexionsspiegels 40 in Abhängigkeit von einem Ausstrahlungswinkel des Lichts zum Bilden des Strahlmusters gemäß einem Neigungswinkel des Reflexionsspiegels 31 eingestellt.
  • Das Licht zum Bilden des Strahlmusters von der ersten Lichtquelle 10 kann hierbei in sichtbares Licht, welches dazu ausgestaltet ist, die Fahrbahnoberfläche zu beleuchten, gewandelt werden, indem es durch das erste Optiksystem 70 geleitet wird. Das erste Optiksystem 70 kann eine Streulinse bzw. Streuscheibe (z.B. Diffusorlinse, Zerstreuungslinse) 71 für ein Strahlmuster zum Streuen des Lichts zum Bilden des Strahlmusters, einen Leuchtstoff 72 zum Ändern einer Farbe des Lichts zum Bilden des Strahlmusters und eine Bilderzeugungslinse (z.B. Strahlenbildformungslinse) 73 zum Bilden eines Strahlmusters und zum Ausstrahlen des Lichts nach außerhalb, aufweisen. Als ein Ergebnis kann das Licht zum Bilden des Strahlmusters in seinem Horizontalrichtungswinkel (z.B. Winkel, mit dem sich das Licht in der Horizontalebene ausbreitet) durch die Reflexionseinheit 30 zerstreut werden und vertikal durch die Streulinse 71 für das Strahlmuster zerstreut werden, in eine bestimmte Farbe mittels des Leuchtstoffs 72 gewandelt werden und dann durch die Bilderzeugungslinse 73 auf die Fahrbahnoberfläche außerhalb des Fahrzeugs projiziert bzw. geworfen werden.
  • Es ist im vorliegenden Fall möglich, eine Ausgestaltung vorzusehen, bei welcher die erste Lichtquelle 10 einen blauen Laser als das Licht zum Bilden des Strahlmusters ausstrahlt und das Licht in weißes Licht verändert wird, wenn es durch den Leuchtstoff 72 passiert. Ferner, wie in 5 gezeigt, kann der Leuchtstoff 72 derart eingerichtet sein, dass mehrere opake Trennwände 72a, welche sich, in einem Querschnitt des Leuchtstoffs betrachtet, in einer linearen Gestalt erstrecken, voneinander im Abstand angeordnet sind, so dass das Licht zum Bilden des Strahlmusters, welches durch den Leuchtstoff 72 passiert, durch die Struktur der opaken Trennwände 72a daran gehindert wird, sich zu verteilen (z.B. zu verbreitern), und dass folglich ein gewünschtes Strahlmuster ausgebildet werden kann.
  • Auf der anderen Seite wird das durch das Lidar zu detektierende Licht von der zweiten Lichtquelle 20 durch die Reflexionseinheit 30 (z.B. in Fahrzeugfahrtrichtung) nach vorne gelenkt und dann von einem Objekt vor dem Fahrzeug reflektiert und zum Fahrzeug zurückgelenkt. In dem vorliegenden Fall ist das zweite Optiksystem 80 vor der Reflexionseinheit 30 vorgesehen. Das zweite Optiksystem 80 kann eine erste Streulinse 81 zum horizontalen Streuen des durch das Lidar zu detektierenden Lichts, welches von der Reflexionseinheit 30 reflektiert und gelenkt wird, und eine zweite Streulinse 82 zum vertikalen Streuen des durch das Lidar zu detektierenden Lichts, welches durch die erste Streulinse 81 horizontal gestreut wird, aufweisen. Die erste Streulinse 81 kann eine konkave Linse sein und kann dazu eingerichtet sein, das durch das Lidar zu detektierende Licht, welches (bereits) durch die Reflexionseinheit 30 horizontal expandiert (z.B. aufgeweitet) ist, in der Horizontalrichtung davon weitreichender (z.B. noch breiter) zu streuen. Die zweite Streulinse 82 kann eine konvexe Linse sein und kann dazu eingerichtet sein, das durch das Lidar zu detektierende Licht, welches durch die erste Streulinse 81 horizontal gestreut ist, in der Vertikalrichtung zu streuen, so dass das durch das Lidar zu detektierende Licht außerhalb des Fahrzeugs umfassend (z.B. noch breiter) zerstreut wird, um das Objekt klar zu detektieren.
  • Auf die vorliegende Weise wird das durch das Lidar zu detektierende Licht, welches durch das zweite Optiksystem 80 nach außerhalb des Fahrzeugs projiziert wird, vom Objekt reflektiert und zurückgelenkt und durch die Lichtempfangseinheit 50 empfangen, worin es in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, um den Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt und dergleichen zu messen. Die Lichtempfangseinheit 50 kann ein Scanner zum Erkennen des durch das Lidar zu detektierenden Lichts sein und kann das durch das Lidar zu detektierende Licht mittels einer Photodiode detektieren und es in ein elektrisches Signal umwandeln.
  • Wie vorstehend beschrieben, ist bei der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach diversen Aspekte der vorliegenden Erfindung das Lidar in dem Raum zum Anbringen des Scheinwerfers im Fahrzeug gemeinschaftlich verbaut, so dass ein separates Raum zum Anbringen des Lidar verringert wird und die Kosten verringert werden, da die Anzahl von zugehörigen Teilen verringert wird.
  • Die Fachleute in der Technik werden verstehen, dass der Reflexionsspiegel 40, das erste Optiksystem 70 und das zweite Optiksystem 80 in umgekehrter Weise in Abhängigkeit von Bewegungspfaden des Lichts zum Bilden des Strahlmusters und des durch das Lidar zu detektierenden Lichts, deren Bewegungspfade durch die Anordnung der ersten Lichtquelle 10 und der zweiten Lichtquelle 20 und des Reflexionsspiegels 31 umgelenkt werden, angebracht sein können und dass zahlreiche Modifikationen und Abwandlungen in den nachstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden können.
  • Auf der anderen Seite kann die vorliegende beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner eine Steuereinheit 60 zur Steuerung des Reflexionsspiegels 31 und eines Ein-/Aus-Zustands der ersten und der zweiten Lichtquelle 10 und 20 aufweisen. Im vorliegenden Fall kann die Steuereinheit 60 durch einen nichtflüchtigen Speicher, welcher dazu eingerichtet ist, einen Algorithmus, der dazu ausgestaltet ist, Betriebsabläufe von diversen Komponenten des Fahrzeugs zu steuern, oder Daten bezüglich Softwarebefehlen zum Ausführen des Algorithmus zu speichern, sowie einen Prozessor, der dazu eingerichtet ist, die nachstehend beschriebenen Vorgänge mittels der im Speicher gespeicherten Daten auszuführen, umgesetzt sein. Im vorliegenden Fall können der Speicher und der Prozessor als separate Chips umgesetzt sein. Alternativ können der Speicher und der Prozessor als ein einzelner Chip, in welchem diese integriert sind, umgesetzt sein. Der Prozessor kann in Gestalt von einem oder mehreren Prozessoren ausgestaltet sein.
  • Die Steuereinheit 60 kann dazu eingerichtet sein, einen Bereich eines Ausstrahlungswinkels einer Leuchteinrichtung bzw. Leuchte (z.B. Scheinwerfer-Ausstrahlungswinkelbereich) und einen Bereich eines Ausstrahlungswinkels des Lidar (z.B. Lidar-Ausstrahlungswinkelbereich) gemäß dem Neigungswinkel des Reflexionsspiegels 31 vorab einzustellen (z.B. zu setzen, festzulegen), und die erste Lichtquelle 10 so zu steuern, dass diese eingeschaltet wird, wenn der Neigungswinkel des Reflexionsspiegels 31 innerhalb des Bereichs des Ausstrahlungswinkels der Leuchteinrichtung liegt, und die zweite Lichtquelle 20 so zu steuern, dass diese eingeschaltet wird, wenn der Neigungswinkel des Reflexionsspiegels 31 innerhalb des Bereichs des Ausstrahlungswinkels des Lidar liegt.
  • Mit anderen Worten, da der Reflexionsspiegel 31 der Reflexionseinheit 30 um 360 Grad drehbar ist, können ein Bereich eines Ausstrahlungswinkels einer Leuchteinrichtung und einen Bereich eines Ausstrahlungswinkels des Lidar, welche vom Neigungswinkel des Reflexionsspiegels 31 abhängen, in der Steuereinheit 60 vorab eingestellt werden, so dass das Licht zum Bilden des Strahlmusters und das durch das Lidar zu detektierende Licht nur innerhalb eines gewünschten Ausstrahlungswinkels ausgestrahlt werden können, indem die Ein/Aus-Zustände der ersten Lichtquelle 10 und der zweiten Lichtquelle 20 gesteuert werden.
  • Wie zum Beispiel in 6 gezeigt, kann unter der Annahme, dass der Bereich des Ausstrahlungswinkels der Leuchteinrichtung und der Bereich des Ausstrahlungswinkels des Lidar in der Region, in der Licht reflektiert wird, gemäß dem Neigungswinkel des Reflexionsspiegels 31 jeweils durch einen Bereich ① und einen Bereich ③ angegeben sind, die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, die erste Lichtquelle 10 einzuschalten, wenn der Ausstrahlungswinkel des Lichts zum Bilden des Strahlmusters gemäß dem Neigungswinkel des Reflexionsspiegels 31 in den Bereich ①, welcher der vorbestimmte Bereich des Ausstrahlungswinkels der Leuchteinrichtung ist, kommt, die zweite Lichtquelle 20 einzuschalten, wenn der Ausstrahlungswinkel des durch das Lidar zu detektierenden Lichts gemäß dem Neigungswinkel des Reflexionsspiegels 31 in den Bereich (3), welcher der vorbestimmte Bereich des Ausstrahlungswinkels des Lidar ist, kommt, und sowohl die erste Lichtquelle 10 als auch die zweite Lichtquelle 20 ausschalten, wenn der Ausstrahlungswinkel des Lichts zum Bilden des Strahlmusters und der Ausstrahlungswinkel des durch das Lidar zu detektierenden Lichts gemäß dem Neigungswinkel des Reflexionsspiegels 31 in die Bereiche ② bzw. ④ kommen. Wenn das Licht zum Bilden des Strahlmusters und das durch das Lidar zu detektierende Licht durch den Reflexionsspiegel 31 reflektiert werden, sind diese als ein Ergebnis jeweilig auf bestimmte Bereiche beschränkt, wodurch ihre Bewegungspfade so festgelegt sind, dass sich das Licht mit dem festgelegten Ausstrahlungswinkel bewegen kann.
  • Der Bereich des Ausstrahlungswinkels der Leuchteinrichtung und der Bereich des Ausstrahlungswinkels des Lidar können auf diverse Weisen eingestellt (z.B. gesetzt, festgelegt) sein. Beispielsweise ist es möglich, den Bereich des Ausstrahlungswinkels des Lidar weitläufiger (z.B. mit breiterem Winkelbereich) festzulegen, um eine separate Linse zum Streuen des Horizontalwinkels zu beseitigen, wie in 7 gezeigt. Ferner, wie in 8 gezeigt, kann der Bereich des Ausstrahlungswinkels des Lidar lateral vergrößert sein, so dass der Erfassungsbereich des Lidar zur Seite hin sowie zur Front des Fahrzeugs hin erweitert wird, was darin resultiert, dass eine Detektion von Objekten um das Fahrzeug herum besser, insbesondere problemfreier und gleichmäßiger, durchgeführt wird.
  • Auf der anderen Seite kann die Steuereinheit 60 dazu eingerichtet sein, für den Bereich des Ausstrahlungswinkels der Leuchteinrichtung einen Dunkler-Bereich-Erzeugungswinkel, welcher mit einem dunklen Bereich (z.B. zum Realisieren eines selektiven Abblendens für andere Verkehrsteilnehmer und/oder Ausblendens von anderen Verkehrsteilnehmer) zum Verhindern, dass Licht zum Bilden des Strahlmusters ausgestrahlt wird, wenn der dunkle Bereich erzeugt wird, korrespondiert, einzustellen (z.B. zu setzen, festzulegen), so dass die erste Lichtquelle 10 bei dem Dunkler-Bereich-Erzeugungswinkel abgeschaltet wird. Mit anderen Worten kann in der Situation, in welcher ein (anderes) Fahrzeug auf die Front des Fahrzeugs zukommt, die Steuereinheit 60 beim Erzeugen des dunklen Bereichs für das (andere) Fahrzeug, das auf das Fahrzeug zukommt, dazu eingerichtet sein, einen Dunkler-Bereich-Erzeugungswinkel, welcher mit dem dunklen Bereich korrespondiert, einzustellen und die erste Lichtquelle 10 so zu steuern, dass diese beim Dunkler-Bereich-Erzeugungswinkel ausgeschaltet wird, so dass der dunkle Bereich ausgebildet wird.
  • Wie in 3 und 4 gezeigt, sind die erste Lichtquelle 10 und die zweite Lichtquelle 20 bezogen auf die Reflexionseinheit 30 auf gegenüberliegenden Seiten voneinander im Abstand angeordnet sein, wobei die erste Lichtquelle 10 mit einem Installationswinkel θ1, der bezüglich einer Verbindungslinie zwischen der zweiten Lichtquelle 20 und der Reflexionseinheit 30 aufwärts oder abwärts gehalten bzw. gerichtet (z.B. nach oben oder nach unten geneigt) ist, im Abstand von der zweiten Lichtquelle 20 angeordnet ist.
  • Als eine beispielhaften Ausführungsform kann die erste Lichtquelle 10 mit einem Installationswinkel θ1, welcher von der zweiten Lichtquelle 20 aus aufwärts gehalten ist, angebracht sein, so dass das Licht zum Bilden des Strahlmusters, welches von der ersten Lichtquelle 10 ausgestrahlt wird, abwärts gelenkt wird und hin zum Reflexionsspiegel 40 gelenkt wird, nachdem es von der Reflexionseinheit 30 reflektiert wurde, wohingegen das durch das Lidar zu detektierende Licht, welches von der zweiten Lichtquelle 20 ausgestrahlt wird, nach vorne gelenkt wird, nachdem es von der Reflexionseinheit 30 reflektiert wurde, wie in 1 gesehen werden kann. Dementsprechend können der Reflexionsspiegel 40 und das erste Optiksystem 70 auf einem tiefergelegenen Niveau im Vergleich zur Reflexionseinheit 30 angebracht sein, während das zweite Optiksystem 80 vor der Reflexionseinheit 30 angebracht sein kann.
  • Als ein Ergebnis davon werden das Licht zum Bilden des Strahlmusters von der ersten Lichtquelle 10 und das durch das Lidar zu detektierende Licht von der zweiten Lichtquelle 20 auf unterschiedliche Bewegungspfade gelenkt, wenn diese von der Reflexionseinheit 30 reflektiert werden, so dass eine Überlagerung der Lichter vermieden wird.
  • Wenn, wie in 1 und 4 gezeigt, die erste Lichtquelle 10 auf einem höhergelegenen Niveau im Vergleich zur zweiten Lichtquelle 20 angeordnet ist, ist der Reflexionsspiegel 40 auf einem tiefergelegenen Niveau im Vergleich zur Reflexionseinheit 30 angeordnet und von der Reflexionseinheit 30 mit einem Installationswinkel θ1, der bezüglich einer optischen Achse B des durch das Lidar zu detektierenden Lichts, welches durch die Reflexionseinheit 30 nach vorne gelenkt wird, erhalten wird, beabstandet. Da mit anderen Worten die erste Lichtquelle 10 mit erhaltenem Installationswinkel θ1 auf dem im Vergleich zur Reflexionseinheit 30 höhergelegenen Niveau angebracht ist, so dass das Licht zum Bilden des Strahlmusters nach unten gelenkt wird, wenn es von der Reflexionseinheit 30 reflektiert wird, kann in dem Fall, in welchem der Reflexionsspiegel 40 mit dem Installationswinkel θ1 von der Reflexionseinheit 30 beabstandet ist, der Reflexionsspiegel 40 dazu eingerichtet sein, das Licht zum Bilden des Strahlmusters umzulenken, da der Reflexionsspiegel 40 auf dem Bewegungspfad des Lichts zum Bilden des Strahlmusters, welches von der ersten Lichtquelle 10 ausgestrahlt wird und dann von der Reflexionseinheit 30 reflektiert wird, liegt.
  • Auf der anderen Seite kann, wie in 4 gezeigt, der Reflexionsspiegel 40 derart bereitgestellt sein, dass er um eine Hälfte des Installationswinkels θ1 von einer imaginären senkrechten Linie (z.B. eine Senkrechte oder Mittelachse des Reflexionsspiegels) C aus geneigt ist.
  • Da mit anderen Worten die Reflexionseinheit 30 eingerichtet ist, so dass sie mit dem Installationswinkel θ1 geneigt ist, und der Reflexionsspiegel 40 derart bereitgestellt ist, dass die imaginäre senkrechte Linie C davon um eine Hälfte des Installationswinkels θ1 geneigt ist, kann das Licht zum Bilden des Strahlmusters, welches von der Reflexionseinheit 30 reflektiert wird und auf den Reflexionsspiegel 40 gelenkt wird, durch den Reflexionsspiegel 40 in die Horizontalrichtung umgelenkt werden, so dass die optische Achse des Lichts zum Bilden des Strahlmusters durch das erste Optiksystem 70 verläuft und nach außerhalb des Fahrzeugs gerichtet ist.
  • Durch Einstellen der Anordnungsposition und des Installationswinkels θ1 des Reflexionsspiegels 40 in Abhängigkeit von einer Änderung des Installationswinkels θ1 der ersten Lichtquelle 10 und der zweiten Lichtquelle 20, können optische Achsen des Lichts zum Bilden des Strahlmusters von der ersten Lichtquelle 10 und des durch das Lidar zu detektierenden Lichts von der zweiten Lichtquelle 20 separat nach vorne gerichtet werden.
  • Auf der anderen Seite sind in einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 9 gezeigt, die erste Lichtquelle 10 und die zweite Lichtquelle 20 bezogen auf die Reflexionseinheit 30 auf gegenüberliegenden Seiten voneinander im Abstand angeordnet, und wobei, wenn die zweite Lichtquelle 20 von der ersten Lichtquelle 10 mit einem Installationswinkel, der bezüglich einer Verbindungslinie A zwischen der ersten Lichtquelle und der Reflexionseinheit (z.B. in Fahrzeugfahrtrichtung) nach vorne gehalten ist, im Abstand angeordnet ist, das zweite Optiksystem 80 um einen vorbestimmten Winkel θ2 von der Reflexionseinheit 30 im Abstand angeordnet ist.
  • Dementsprechend kann der Lichtstrahl zum Bilden des Strahlmusters aus der ersten Lichtquelle 10 derart gesteuert werden, dass er nach vorne gerichtet ist, so wie die optische Achse D (z.B. im Wesentlichen geradeaus) nach vorne gerichtet ist, während das durch das Lidar zu detektierende Licht aus der zweiten Lichtquelle 20 derart gesteuert werden kann, dass die optische Achse E nach vorne und zur Seite um den vorbestimmten Winkel θ2 zwischen der ersten Lichtquelle 10 und der zweiten Lichtquelle 20 verschoben ist.
  • Indem der das Lidar aufweisende Scheinwerfer des Fahrzeugs an der Seite des Fahrzeugs montiert wird, wird der Erfassungsbereich des Lidar zur Seite hin sowie zur Vorderseite des Fahrzeugs hin erweitert, was darin resultiert, dass die Detektion von Objekten um das Fahrzeug herum besser, insbesondere problemfreier und gleichmäßiger, durchgeführt wird.
  • Auf der anderen Seite kann in einer Lidar-integrierten Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs gemäß diverser beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie in 10 und 11 gezeigt, einen Zerstreuungsabschnitt 75 zwischen dem Reflexionsspiegel 40 und dem Leuchtstoff 72 bereitgestellt sein, um das Licht zum Bilden des Strahlmusters, welches sich durch den Reflexionsspiegel 40 bewegt, horizontal zu verbreitern und dann vertikal zu zerstreuen, um es auf die Fläche (z.B. Flächengröße) des Leuchtstoffs 72 anzupassen. Ferner kann in dem Fall des zweiten Optiksystems 80 dieses derart ausgestaltet sein, dass es nur die Streulinse zum vertikalen Streuen des durch das Lidar zu detektierenden Lichts aufweist, um die Struktur zu vereinfachen.
  • In der Lidar-integrierten Beleuchtungsvorrichtung des Fahrzeugs, welche wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, sind ein Anwendungsort für den Scheinwerfer und ein Anwendungsort für das Lidar in dem gleichen Raum ausgestaltet, was darin resultiert, dass ein Aufbau (z.B. ein erforderlicher Bauraum) verkleinert wird und eine Kostenreduktion aufgrund der Verringerung der Anzahl von zugehörigen Teilen durch gemeinsames Nutzen und Kombinieren von Komponenten erzielt wird.
  • Zur Einfachheit der Erläuterung und zur genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „ober...“, „unter...“, „inner...“, „äußer...“, „hoch“, „runter“, „aufwärts“, „abwärts“, „vorder...“, „hinter...“, „vorne“, „hinten“ „nach innen / einwärts“, „nach außen / auswärts“, „innerhalb, „außerhalb“, „innen“, „außen“, „nach vorne / vorwärts“ und „nach hinten / rückwärts“ dazu verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf deren Positionen, wie sie in den Zeichnungen gezeigt sind, zu beschreiben. Es ist ferner zu verstehen, dass der Begriff „verbinden“ und dessen Abwandlungen sich sowohl auf eine direkte als auch auf eine indirekte Verbindung beziehen.
  • Die vorhergehenden Beschreibungen von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienten dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sind nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Änderungen und Abwandlungen vor dem Hintergrund der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihre praktische Anwendbarkeit zu beschreiben, um es dadurch dem Fachmann zu erlauben, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sowie verschiedene Alternativen und Abwandlungen davon, herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.

Claims (16)

  1. Lidar-(Light detection and ranging-)integrierte Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs, die Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung aufweisend: eine erste Lichtquelle (10) zum Ausstrahlen von Licht zum Bilden eines Strahlmusters, eine zweite Lichtquelle (20), welche von der ersten Lichtquelle (10) im Abstand angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, durch ein Lidar zu detektierendes Licht auszustrahlen, welches derart gerichtet ist, dass es einen Überlagerungspunkt auf einem Bewegungspfad des Lichts zum Bilden des Strahlmusters aufweist, eine Reflexionseinheit (30), welche zwischen der ersten Lichtquelle (10) und der zweiten Lichtquelle (20) bereitgestellt ist und welche dazu eingerichtet ist, Bewegungspfade des Lichts zum Bilden des Strahlmusters und des durch das Lidar zu detektierenden Lichts, welche aus unterschiedlichen Richtungen auftreffen, umzulenken, so dass eines von dem Licht zum Bilden des Strahlmusters und dem durch das Lidar zu detektierenden Licht in eine erste Richtung und dann nach außerhalb des Fahrzeugs gelenkt wird und das andere von dem Licht zum Bilden des Strahlmusters und dem durch das Lidar zu detektierenden Licht in eine zweite Richtung gelenkt wird, und einen Reflexionsspiegel (40), welcher hinter der Reflexionseinheit (30) bereitgestellt ist und welcher dazu eingerichtet ist, das Licht zum Bilden des Strahlmusters oder das durch das Lidar zu detektierende Licht, welches durch die Reflexionseinheit (30) in die zweite Richtung gelenkt wird, derart umzulenken, dass es wieder in die erste Richtung und dann nach außerhalb des Fahrzeugs gelenkt wird.
  2. Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Lichtempfangseinheit (50) zum Empfangen des durch das Lidar zu detektierenden Lichts, welches nach außerhalb des Fahrzeugs ausgestrahlt wird und dann von einem Objekt reflektiert wird, und zum Wandeln des empfangenen Lichts in ein elektrisches Signal.
  3. Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Reflexionseinheit (30) mit einem zweiten Reflexionsspiegel (31) versehen ist, welcher dazu eingerichtet ist, sich um eine Rotationsachse davon um 360 Grad zu drehen, so dass, wenn ein Ansteuersignal eingegeben wird, ein Neigungswinkel des zweiten Reflexionsspiegels (31) verändert wird, so dass Ausstrahlungswinkel des Lichts zum Bilden des Strahlmusters und des durch das Lidar zu detektierenden Lichts in Abhängigkeit vom Neigungswinkel des zweiten Reflexionsspiegels (31) verändert werden.
  4. Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3, ferner aufweisend: eine Steuereinheit (60), welche mit der ersten und der zweiten Lichtquelle (10, 20) verbunden ist und vorgesehen ist zum Steuern der ersten und der zweiten Lichtquelle (10, 20), so dass diese selektiv eingeschaltet werden, wobei die Steuereinheit (60) dazu eingerichtet ist, einen Bereich eines Ausstrahlungswinkels einer Leuchteinrichtung und einen Bereich eines Ausstrahlungswinkels des Lidar gemäß einem Neigungswinkel des zweiten Reflexionsspiegels (31) vorab einzustellen und die erste Lichtquelle (10) so zu steuern, dass diese eingeschaltet wird, wenn der Neigungswinkel des zweiten Reflexionsspiegels (31) innerhalb des Bereichs des Ausstrahlungswinkels der Leuchteinrichtung liegt, und die zweite Lichtquelle (20) so zu steuern, dass diese eingeschaltet wird, wenn der Neigungswinkel des zweiten Reflexionsspiegels (31) innerhalb des Bereichs des Ausstrahlungswinkels des Lidar liegt.
  5. Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Steuereinheit (60) dazu eingerichtet ist, für den Bereich des Ausstrahlungswinkels der Leuchteinrichtung einen Dunkler-Bereich-Erzeugungswinkel, welcher mit einem dunklen Bereich zum Verhindern, dass Licht zum Bilden des Strahlmusters ausgestrahlt wird, wenn der dunkle Bereich erzeugt wird, korrespondiert, einzustellen, so dass die erste Lichtquelle (10) bei dem Dunkler-Bereich-Erzeugungswinkel abgeschaltet wird.
  6. Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Lichtquelle (10) und die zweite Lichtquelle (20) bezogen auf die Reflexionseinheit (30) auf gegenüberliegenden Seiten voneinander im Abstand angeordnet sind, wobei die erste Lichtquelle (10) mit einem Installationswinkel (θ1), der bezüglich einer Verbindungslinie zwischen der zweiten Lichtquelle (20) und der Reflexionseinheit (30) aufwärts oder abwärts gehalten ist, von der zweiten Lichtquelle (20) im Abstand angeordnet ist.
  7. Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei, wenn die erste Lichtquelle (10) auf einem höhergelegenen Niveau im Vergleich zur zweiten Lichtquelle (20) angeordnet ist, der erste Reflexionsspiegel (40) auf einem tiefergelegenen Niveau im Vergleich zur Reflexionseinheit (30) und im Abstand von der Reflexionseinheit (30) mit einem Installationswinkel (θ1), der bezüglich einer optischen Achse (B) des durch das Lidar zu detektierenden Lichts, welches durch die Reflexionseinheit (30) nach vorne gelenkt wird, gehalten ist, angeordnet ist.
  8. Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei der erste Reflexionsspiegel (40) so bereitgestellt ist, dass er um eine Hälfte des Installationswinkels von einer imaginären senkrechten Linie (C) aus geneigt ist.
  9. Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, ferner aufweisend: ein erstes Optiksystem (70), welches vor dem ersten Reflexionsspiegel (40) dazu bereitgestellt ist, das Auftreffen des vom ersten Reflexionsspiegel (40) reflektierten Lichts zum Bilden des Strahlmusters zu erlauben und es dem auftreffenden Licht zum Bilden des Strahlmusters zu erlauben, nach außerhalb des Fahrzeugs projiziert zu werden.
  10. Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei das erste Optiksystem (70) aufweist: eine Streulinse (71) für ein Strahlmuster zum Streuen des Lichts zum Bilden des Strahlmusters, einen Leuchtstoff (72) zum Ändern einer Farbe des Lichts zum Bilden des Strahlmusters, und eine Bilderzeugungslinse (73) zum Bilden eines Strahlmusters und zum Ausstrahlen des Lichts nach außen.
  11. Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Leuchtstoff (72) derart eingerichtet ist, dass mehrere opake Trennwände (72a), welche sich, in einem Querschnitt des Leuchtstoffs (72) betrachtet, in einer linearen Gestalt erstrecken, voneinander im Abstand angeordnet sind.
  12. Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei ein Zerstreuungsabschnitt (75) zwischen dem ersten Reflexionsspiegel (40) und der Streulinse (71) bereitgestellt ist.
  13. Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, ferner aufweisend: ein zweites Optiksystem (80), welches vor der Reflexionseinheit (30) dazu bereitgestellt ist, es dem durch das Lidar zu detektierenden Licht, welches von der Reflexionseinheit (30) reflektiert wird, zu erlauben, zerstreut zu werden und nach außerhalb des Fahrzeugs projiziert zu werden.
  14. Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei das zweite Optiksystem (80) aufweist: eine erste Streulinse (81) zum horizontalen Streuen des durch das Lidar zu detektierenden Lichts, welches von der Reflexionseinheit (30) reflektiert und gelenkt wird, und eine zweite Streulinse (82) zum vertikalen Streuen des durch das Lidar zu detektierenden Lichts, welches durch die erste Streulinse (18) horizontal gestreut wird.
  15. Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei die erste Lichtquelle (10) und die zweite Lichtquelle (20) bezogen auf die Reflexionseinheit (30) auf gegenüberliegenden Seiten voneinander im Abstand angeordnet sind, und wobei, wenn die zweite Lichtquelle (20) von der ersten Lichtquelle (10) mit einem Installationswinkel, der bezüglich einer Verbindungslinie zwischen der ersten Lichtquelle (10) und der Reflexionseinheit (30) nach vorne gehalten ist, im Abstand angeordnet ist, das zweite optische System (80) um einen vorbestimmten Winkel (θ2) von der Reflexionseinheit (30) im Abstand angeordnet ist.
  16. Lidar-integrierte Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei die erste Streulinse (81) eine konkave Linse ist und wobei die zweite Streulinse (82) eine konvexe Linse ist.
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